ETH2:觀點 | ETH 2.0本就是一種形式的rollup_比特幣最新價格行情美元

當我們向一種新的擴容范式轉變時，回顧被拋棄的舊范式是一種很好的做法。

這篇文章旨在讓讀者相信，“以rollup為中心”的方法并不會背離分片，并且有望構建對整個系統更直觀的理解。

OptimisticRollup的定義

出于本文的目的，我們先詳細說明最簡單的OptimisticRollup(ORU)實現。

ORU需要具備以下幾個特性：

將所有交易數據提交到鏈上

將狀態根提交到鏈上

假設狀態根是正確的

一些節點負責驗證ORU的狀態轉換

設有鏈上欺詐證明執行程序，可以撤銷無效狀態轉換

分片為什么不可行

在證明ETH2.0分片只是一種復雜的ORU系統之前，我們先來探究一下為什么原生分片系統并非安全的可擴展性解決方案。其背后原因不是特別直觀。

觀點：美國繼續對數字貨幣觀望，它將失去決定數字貨幣未來的機會:9月26日消息，Lyle Solomon表示，世界上86%的中央銀行都在嘗試創建數字貨幣的世界。他們中近60%正在研究這個概念，14%已經推出了試點計劃。美聯儲仍對央行數字貨幣的有效性持懷疑態度。美國沒有對數字貨幣采取積極措施的一個可能原因是美元仍然占主導地位。如果數字貨幣被廣泛使用，那么美元作為全球儲備貨幣的價值將會下降。（Cointelegraph）[2021/9/26 17:07:53]

從數學角度證明分片的安全性

假設

一條區塊鏈上有16384個驗證者和64條分片鏈，每條分片鏈都由128名驗證者組成的委員會負責驗證。委員會成員選舉是不可預見的：每個slot結束后，所有委員會都會解散，并隨機從全體驗證者中重新選出64個委員會，因此每個驗證者都不知道其他驗證者所在的委員會。假設一個區塊需要獲得委員會中2/3成員的認可才能被添加到分片鏈上，這就意味著在全體驗證者中包含1/3惡意驗證者的情況下，通過隨機的方式選出惡意委員會的概率是：

觀點：美國民主黨掌權對比特幣有利:1月8日消息，加密貨幣預測市場Hxro聯合創始人Rob Levy表示，加密貨幣行業期待華盛頓的權力交接，以及其可能為市場帶來的穩定局面。與此同時，他預測稱，總的來說，美國民主黨掌權被視為對加密技術更友好。民主黨似乎準備接受自由財政政策，并且更傾向于施行更大的經濟刺激。他稱，整個寬松貨幣政策不會消失，美聯儲會買政府債券，他們會把錢撒到大街上，這對任何資產來說都不悲觀，包括比特幣。（Decrypt）[2021/1/8 16:42:15]

b)哈希承諾。

關于該技術的詳解，可以參見這篇文章。

分片就是Rollup

ETH2.0的分片設計模糊了它們是信標鏈的ORU這樣一個事實。如果將重點從分布式處理轉向有序的數據可用性層，就變得一目了然了。

觀點：當前比特幣市場周期有利于其中期增長:隨著比特幣市場開始趨穩，比特幣在強勁的上漲趨勢下開始整合。分析師表示，比特幣市場正在經歷一個健康的周期，這將有利于它的中期增長。從歷史上看，在比特幣牛市周期中，這種加密貨幣往往會出現大幅上漲趨勢和鞏固階段。如果比特幣持續上漲，而沒有間歇，可能會讓其容易受到極端波動的影響，例如期貨市場。當比特幣在一次大漲后企穩時，它將使市場平靜下來，從而增強其上升趨勢的基本基礎。（U.Today）[2020/8/23]

如上圖所示，驗證者集起到以下4種作用：

驗證并執行信標鏈

對分片所提供的數據進行抽樣驗證

組成分片委員會

提交關于無效狀態轉換的欺詐證明

觀點：自印度加密禁令解除以來當地加密貨幣交易量不斷增長:自印度最高法院撤銷印度央行加密禁令以來，當地交易所活動逐漸升溫。CoinSwitch創始人兼首席執行官Ashish Singhal表示：由于最高法院的裁決提供了透明度，面向印度客戶的交易所交易量大幅增加。加密銀行服務平臺Cashaa India注意到，在該決定公布后的48小時內，其平臺交易量飆升了800%。Cashaa首席執行官Kumar Gaurav亦表示：在最初的24小時內，我方平臺的交易量達到了600多BTC。

3月24日，印度開始實行封禁以對抗新冠病疫情，但傳統市場的拋售和封禁并未阻止印度民眾涉足加密貨幣。Titus Investment Advisors首席執行官和比特幣交易員Justin Gillespie表示，有一種理論認為，人們不能外出交易的時間越長，BTC就應該變得越有用，因為“它可以在家里安全收發”。（CoinDesk）[2020/4/9]

我們已經作了兩個假設：i)數據具有可用性，ii）區塊鏈會從最近一個具有數據可用性的區塊開始進行分叉。則要么人們可以構建欺詐證明，要么系統將缺乏數據可用性歸咎于簽署該區塊的分片委員會，并回滾狀態轉換。

觀點：隨著看跌/看漲比率飆升 比特幣將進一步下跌:根據Skew數據，比特幣期權合約的看跌/看漲比率已經達到1.42，這是自12月中旬以來的最高點。期權合約為衍生品市場提供了一種獨特的風險敏感度，因為它允許交易員根據不斷變化的市場趨勢選擇退出頭寸。這種“選擇退出”既可以是買入，也可以是賣出。由于比特幣的看跌/看漲比率超過了1，更多的交易員選擇了有權出售的合約，而不是有權購買的合約。另一種解釋是，與有權出售的交易員相比，選擇買入的交易員數量有所下降。基于衍生品市場，期權并非是引發熊市情緒的主要指標。自3月6日以來，比特幣期貨的未平倉頭寸也出現了大幅下降，3月9日的下跌加速了交易。由于交易者迅速平倉，集體期貨市場的未平倉合約（OI）下降了4億多美元。（AMBCrypto）[2020/3/11]

從定義上來說，ETH2.0是一種ORU

這時，考慮到我們之前對ORU的定義，我們應該能夠證明分片實際上就是rollup：

1.所有交易數據都提交到鏈上

分片區塊數據被集中到數據可用性層上，在一定概率上會由全網進行驗證。

2.狀態根被提交到鏈上

分片委員會為包含在信標鏈區塊中的分片狀態根提供證明。

3.狀態根被假定為有效的

信標鏈在沒有進行額外驗證的情況下，假定分片委員會的證明是有效的

4.一些節點負責驗證ORU的狀態轉換

分片委員會驗證分片的狀態轉換。

5.有一個可以撤銷無效狀態轉換的鏈上欺詐證明執行器

信標鏈支持分片狀態轉換欺詐證明。

解構ETH2.0

既然我們已經解釋了ETH2.0和ORU系統之間不可思議的相似性，我們能夠如何利用這一信息來更好地理解整個系統的設計？讓我們通過ORU系統的角度來探索ETH2.0的一些設計決定：

數據吞吐量

在當前設計中，系統的數據吞吐量與分片機制緊密耦合。

這里可以采用的一種方法是，將數據可用性檢查視為協議中的頭等公民。這樣可以對數據層進行獨立優化，執行層也可以更細的粒度控制硬件要求。

例如，ETH2.0可以提供64個數據中心和一個在信標鏈上的ORU合約，以此代替分片鏈。ORU合約可以讓rollup決定領導者選舉機制，它們想要將數據發送到多少個數據中心上，以及它們是否想與其它rollup綁定。使用的數據中心越多，驗證rollup所需的硬件要求就越高。

嚴格來說，上述系統是當前分片設計的超集。除了由協議定義的64個分片之外，還會有其它具有自己特征的rollup構建在安全數據層上，并且獨立于協議分片。

回滾最小化

在簡單的ORU中，當選的領導者有權提交無效狀態轉換。雖然這不會影響系統的安全性，因為無效狀態轉換是可以通過欺詐證明撤銷的，但這確實會破壞rollup的進程。單獨來看，這種破壞對作惡者來說通常是不劃算的。然而，在ETH2.0中，跨分片通信讓這個問題變得特別棘手。處于slotN的分片預期自己可以獲得其它分片在slotN-1時的狀態。假設分片S~i~提交了一個無效的狀態轉換，除了單方面發起回滾之外沒有其它合理的方法來撤銷該狀態對分片S~j~的負面影響。

為避免災難性事件，必須有適當的機制來防止這類回滾。其中最明顯的兩個機制是分片委員會和托管比特檢查。正如“從數學角度證明分片的安全性”一節中所述，即使考慮到各種攻擊向量，賄賂分片委員會中2/3以上成員的概率也很低。托管比特可以確保誠實的驗證者不會因為懶惰而被騙簽署無效的狀態轉換。

如果我們認為這些機制的目的是防止無效狀態轉換，而非維護系統安全，就能選擇既有實用價值，又能實現相同效果的參數。例如，將分片委員會的規模減少到64人，隨機組成惡意委員會的概率依然低至3.1×10-8。但是從網絡和簽名聚合的角度來看，這樣能夠極大減輕負擔。

以rollup為中心的以太坊路線圖

本文最初撰寫于斯坦福區塊鏈大會2020期間。那時，我開始充分領會到ETH2.0和ORU之間的相似性。在看過Vitalik的

文章后，我決定發布這篇文章，來表示對以太坊將來采用以rollup為中心的擴容方案的支持。但是，如本文所述，“以rollup為中心”的擴容方案沒有讓我們偏離方向，而是一個超集。我們在分片設計中遇到的問題與我們在整合跨rollup通信時遇到的問題是同構的。這就意味著，已經開展的大部分工作都可以繼續進行，不會被中斷。

以rollup為中心的路線圖會降低分片執行所必需的協議復雜性。這使得我們能夠不斷迭代類似分片的復雜的rollup機制。這樣可以讓更多開發者為不同的rollup格式做貢獻，讓現有核心開發者和研究者可以專注于構建一個健壯的數據可用性層。

可以說，通往功能完善的ETH2.0的道路從未如此清晰。

如果你對文中所述內容感興趣，想要進行深入討論，請在推特上聯系我?@lightclients。我也在將幫助各種有影響力的項目尋找優秀的研究者和工程師。如果你需要幫助，請私信我。

原文鏈接:?https://lightclient.io/blog/eth2-is-a-rollup/作者:?lightclient翻譯&校對:?閔敏&阿劍

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